Summary

Manipulação neurofarmacologia de contido e vôo livre abelhas do mel,<em> Apis mellifera</em

Published: November 26, 2016
doi:

Summary

Este manuscrito descreve vários protocolos para a administração de agentes farmacológicos para as abelhas, incluindo métodos não invasivos simples para abelhas de vôo livre, bem como variantes mais invasivos que permitem que o tratamento localizado precisa de abelhas dispositivos de retenção.

Abstract

As abelhas do mel demonstrar capacidades de aprendizagem surpreendentes e comportamento social avançada e comunicação. Além disso, o seu cérebro é pequeno, fácil de visualizar e estudar. Portanto, as abelhas têm sido um modelo preferido entre os neurobiólogos e neuroethologists para estudar as bases neurais do comportamento social e natural. É importante, no entanto, que as técnicas experimentais usadas para estudar abelhas não interferir com o comportamento a ser estudada. Devido a isto, tem sido necessário o desenvolvimento de uma variedade de técnicas para a manipulação farmacológica de abelhas de mel. Neste artigo é demonstrar os métodos para o tratamento de abelhas produtoras de mel contido ou livre de voar com uma vasta gama de agentes farmacológicos. Estes incluem ambos os métodos não invasivos, tais como tratamentos orais e tópicos, assim como métodos mais invasivos que permitem a entrega da droga precisa em qualquer forma sistémica ou localizada. Finalmente, discutimos as vantagens e desvantagens de cada método e descreverobstáculos comuns e como melhor superá-los. Concluímos com uma discussão sobre a importância de adaptar o método experimental para as questões biológicas, em vez do contrário.

Introduction

Desde Karl von Frisch elucidado sua linguagem de dança 1, as abelhas têm permanecido uma espécie de estudo populares para pesquisadores em comportamento animal e neurobiologia. Nos últimos anos uma miríade de novas disciplinas surgiram na interseção desses dois campos, e várias outras disciplinas (por exemplo, biologia molecular, genômica e ciência da computação) surgiram ao lado deles. Isto levou a um rápido desenvolvimento de novas teorias e modelos para a compreensão de como o comportamento resulta de atividade dentro do sistema nervoso. Por causa do estilo de vida único, rico repertório comportamental, e facilidade de manipulação experimental e farmacológico, as abelhas têm-se mantido na vanguarda dessa revolução.

As abelhas do mel estão sendo usados para estudar questões neurobiológicas básicos tais como os de aprendizagem subjacentes e memória 2,3, tomada de decisão 4, olfativas 5 ou 6 processamento visual. Nos últimos anos, o honey abelha sequer foi usado como um modelo para o estudo de temas geralmente reservados para a investigação médica, tais como os efeitos das drogas viciantes 7 11, o sono 12, o envelhecimento 13, ou os mecanismos subjacentes a anestesia 14.

Ao contrário dos clássicos organismos modelo genético (por exemplo, D. melanogaster, C. elegans, M. musculus), há muito poucas ferramentas genéticas disponíveis para manipular as funções neurais em abelhas produtoras de mel, embora isso está mudando 15. Em vez disso, estudos de abelhas têm se baseou principalmente em manipulações farmacológicas. Isso tem sido muito bem sucedida; no entanto, a diversidade de pesquisa abelha é tal que uma série de métodos para a administração farmacológica são necessários. A pesquisa com abelhas aborda mais diversas questões, é estudado por pesquisadores de diferentes disciplinas e experiências, e usa uma variedade de abordagens experimentais. muitos reseperguntas arco exigem abelhas para quer ser livre de vôo, interagindo livremente na sua colónia, ou ambos. Isso pode tornar difícil manter o controle de animais experimentais individuais, e faz a restrições ou a punção inviável.

Para acomodar a diversidade de pesquisa da abelha do mel, são necessários uma variedade de métodos de administração de fármacos, permitindo a administração robusto e flexível, assegurando ao mesmo tempo que a perfis farmacocinéticos e farmacodinâmicos, invasividade do método, e a sua fiabilidade, adequar o paradigma em questão. Devido a estas necessidades diversas, a maioria dos grupos de pesquisa têm desenvolvido os seus próprios métodos de administração de medicamentos originais. Até agora, esta tem sido uma força da comunidade de pesquisa de abelhas; que tem levado ao desenvolvimento de matrizes de métodos que permitam a administração do mesmo medicamento em diferentes circunstâncias. Nosso objetivo aqui não é desenvolver um método padronizado único para manipulações farmacológicas de abelhas, mas sim para destacar os métodos queprovaram ser particularmente bem sucedidas, e os investigadores ajuda adoptar estes. Discutimos os princípios básicos de como eles funcionam, bem como suas vantagens e desvantagens.

Protocol

1. Drug Administration para as abelhas aproveitou O tratamento oral Preparar uma solução 1,5 M de sacarose através da mistura de 257 g de sacarose com 500 ml de água (que é mais fácil de dissolver esta quantidade de sacarose em água a ferver). Armazenamento da solução de sacarose a 4 ° C até à sua utilização. NOTA: Solução de sacarose fornece um ambiente muito hospitaleiro para certos microorganismos e, portanto, facilmente torna-se contaminado e intragável pa…

Representative Results

Uma selecção de resultados representativos para os métodos acima descritos são representados, principalmente para demonstrar que os métodos de permitir que os agentes farmacológicos para chegar ao cérebro e afectar o comportamento das abelhas de mel. efeitos específicos sobre processos cerebrais podem ser facilmente obtidos após a injecção tórax. Como os ag…

Discussion

Os métodos descritos acima permitir um tratamento simples, eficaz e robusto de qualquer vôo livre ou abelhas aproveitado. Estes métodos são compatíveis com diversos paradigmas experimentais e questões biológicas (Tabela 1). Todos os métodos livre de vôo pode ser facilmente aplicado para as abelhas aproveitado. O inverso é menos bem sucedido, no entanto, uma vez restrição temporária e métodos invasivos de tratamento muitas vezes pode comprometer a capacidade de vôo das abelhas.

<p clas…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

This project was funded by ARC grant DP0986021 and NHMRC grant 585442. ABB is supported by an ARC Future Fellowship (FT140100452). JAP is supported by an iMQRES scholarship awarded by Macquarie University and by a DAAD-Doktorandenstipendium awarded by the German Academic Exchange Service. JMD is supported by CNRS and University Paul Sabatier.

Materials

Sucrose Sigma-Aldrich S8501 Any supplier will do
Sodium Chloride Sigma-Aldrich S7653
Potassium Chloride Sigma-Aldrich P9333 
Magnesium Chloride hexahydrate Sigma-Aldrich M2670
Calcium Chloride dihydrate Sigma-Aldrich C8106
Dextrose monohydrate Sigma-Aldrich 49159
Phosphate Buffer Saline (PBS) Sigma-Aldrich P4417
Protection Wax Dentaurum 124-305-00
HEPES Sigma-Aldrich H3375
dimethylformamide Sigma-Aldrich D4551
95% Ethanol Sigma-Aldrich 493511
Glass capillary WPI 1B100F-3
23 G NanoFil needle WPI NF33BV-2
Very fine forsceps Dumont 0208-55-PO
Electrode puller SRI 2001
FemtoJet Microinjector Eppendorf 5247 000.01
Eicosane Sigma-Aldrich 219274
manual micromanipulator Brinkmann Instrumentenbau MM-33
electronic micromanipulator Luigs & Neumann Feinmechanik + Elektortechnik Junior unit XYZ
stereomicroscope Leica M80
soldering iron Weller WESD51
Dextran, Alexa Fluor 546, 10000 MW ThermoFisher Scientific D-22911
Dextran, Alexa Fluor 568, 10000 MW ThermoFisher Scientific D-22912
small Petri dish Sigma-Aldrich P5481
mineral oil Sigma-Aldrich M5904
50 mL Centrifuge tube ThermoFisher Scientific 339652
forceps Australian Entomological Supplies
Blade holder and breaker Australian Entomological Supplies E130
Feather double edged razor blade ThermoFisher Scientific 50-949-135
Nichrome wire Any supplier will do
Electrical wires Any supplier will do
Model paint Tamiya USA Depends on colour
Repeating dispenser Hamilton company PB-600-1
Glass syringe WPI NANOFIL
flourescence viewing system Nightsea SFR-GR
graticule ProSciTech S8014-24
microcapillary with holder Drummond 1-000-0010
Liquid silicone Any supplier will do
Thermocouple Digitech QM-1324
Micropipette Eppendorf

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Søvik, E., Plath, J. A., Devaud, J., Barron, A. B. Neuropharmacological Manipulation of Restrained and Free-flying Honey Bees, Apis mellifera. J. Vis. Exp. (117), e54695, doi:10.3791/54695 (2016).

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